DE102015216364A1 - clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltkupplung zur schaltbaren formschlüssigen Verbindung zweier koaxial um eine Drehachse (d) angeordneten Antriebsteilen mit zwei die Verbindung bildenden Ringteilen (1, 2), insbesondere einem Innenring (3) und einem Außenring (4), welche von außen gesteuert zur Bildung und Trennung der Verbindung axial gegeneinander verlagerbar sind. Um die Schaltkupplung einfach und kostengünstig herzustellen, bilden die Ringteile (1, 2) miteinander eine Radialverzahnung (15) und zumindest eines der beiden Ringteile (1, 2) ist spanlos hergestellt, wobei dessen die Radialverzahnung bildendes Verzahnungsteil (6, 7) gestanzt und geprägt ist.The invention relates to a clutch for the switchable positive connection of two coaxially about a rotation axis (d) arranged drive parts with two compound forming ring parts (1, 2), in particular an inner ring (3) and an outer ring (4), which is controlled from the outside to form and separation of the connection axially against each other are displaced. In order to produce the clutch easily and inexpensively, form the ring parts (1, 2) with each other a radial toothing (15) and at least one of the two ring parts (1, 2) is produced without cutting, wherein the radial toothing forming toothing part (6, 7) punched and is characterized.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltkupplung zur schaltbaren formschlüssigen Verbindung zweier koaxial um eine Drehachse angeordneten Antriebsteilen mit zwei die Verbindung bildenden Ringteilen, insbesondere einem Innenring und einem Außenring, welche von außen gesteuert zur Bildung und Trennung der Verbindung axial gegeneinander verlagerbar sind.The invention relates to a clutch for switchable form-locking connection of two coaxially arranged about a rotation axis drive parts with two compound forming ring parts, in particular an inner ring and an outer ring, which are controlled from the outside to form and separate the connection axially against each other.
Gattungsgemäße Schaltkupplungen dienen der schaltbaren Verbindung von Antriebsteilen, beispielsweise einer Verbindung eines Losrads und einer Getriebewelle, zweier Wellen oder dergleichen und sind beispielsweise aus der
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Schaltkupplung vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist. Insbesondere soll die Schaltkupplung einen geringen axialen Bauraum beanspruchen.The object of the invention is therefore to propose a clutch which is simple and inexpensive to manufacture. In particular, the clutch should claim a small axial space.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of claim 1. The dependent claims give advantageous embodiments of the subject matter of claim 1 again.
Die vorgeschlagene Schaltkupplung dient der schaltbaren formschlüssigen Verbindung zweier koaxial um eine Drehachse angeordneten Antriebsteilen insbesondere in einem Automatgetriebe. Hierbei sind zwei die Verbindung bildende Ringteile, insbesondere ein Innenring und ein Außenring vorgesehen. Diese sind zur Bildung und Trennung der Verbindung axial gegeneinander verlagerbar angeordnet. Deren axiale Verlagerung wird von außen mittels eines Aktors, beispielsweise eines elektrischen Aktors, einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-/Zylindereinheit gesteuert. The proposed clutch serves the switchable positive connection of two coaxially arranged about a rotational axis drive parts, in particular in an automatic transmission. Here, two ring forming the connection parts, in particular an inner ring and an outer ring are provided. These are axially displaceable against each other to form and separate the connection. Their axial displacement is controlled from the outside by means of an actuator, such as an electric actuator, a hydraulic or pneumatic piston / cylinder unit.
Die Steuerung des Aktors erfolgt mittels eines Steuergeräts, beispielsweise eines Motor- oder Getriebesteuergeräts. Hierbei kann ein Ringteil axial fest und das andere gegenüber diesem axial verlagerbar und von dem Aktor betätigt vorgesehen sein.The control of the actuator by means of a control device, such as a motor or gearbox control unit. Here, a ring member axially fixed and the other against this axially displaceable and operated by the actuator may be provided.
Die Ringteile bilden miteinander eine Radialverzahnung, wobei zumindest eines der beiden Ringteile, bevorzugt beide Ringteile spanlos hergestellt sind. Dabei ist ein die Radialverzahnung bildendes Verzahnungsteil gestanzt und geprägt ausgebildet. Dies bedeutet, dass das oder die Ringteile werkzeugfallend und spanlos hergestellt sind, wobei jeweils das auf diese Weise hergestellte Ringteil beispielsweise aus Blech gestanzt und gegebenenfalls unter Bildung eines axialen Kragens umgeformt ist, wobei die über den Umfang verteilt angeordneten und radial gegenüber dem Ringbund des Ringteils erweiterten Zähne auf ihre abschließende Form geprägt sind.The ring parts together form a radial toothing, wherein at least one of the two ring parts, preferably both ring parts are produced without cutting. In this case, a toothing part forming the radial toothing is punched and stamped. This means that the one or more ring parts are made tool falling and without cutting, in each case the annular part produced in this way punched, for example, from sheet metal and optionally formed to form an axial collar, which distributed over the circumference and arranged radially relative to the annular collar of the ring member enlarged teeth are shaped to their final shape.
Es versteht sich, dass von der Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des oder der vorgeschlagenen Ringteile zumindest mit den Verfahrensschritten Stanzen eines Ringteils mit radial erweiterten Zähnen aus Blech, gegebenenfalls Umformen des Ringteils und ein Prägen der Zähne umfasst ist.It is understood that the invention includes a method for producing the proposed ring parts or at least with the steps of punching a ring member with radially expanded teeth made of sheet metal, optionally forming the ring member and an embossing of the teeth.
In bevorzugter Weise ist an den Zähnen des Verzahnungsteils zumindest eine Einfuhrschräge in Fügerichtung der Verbindung spanlos angeprägt. Hierbei kann das Ringteil in einer Mehrstufenpresse werkzeugfallend hergestellt sein.In a preferred manner, at least one insertion bevel in the joining direction of the connection is not indicated on the teeth of the toothing part without cutting. Here, the ring member may be made in a multistage press tool falling.
In vorteilhafter Weise bilden die Zähne in Schub- und/oder Zugrichtung der Schaltkupplung aneinander anliegende Zahnflanken, die die anstehenden Kräfte bei geschlossener Schaltkupplung in Umfangsrichtung und ohne notwendige axiale Kraft übertragen. Hierbei kann eine Übertragung nur in Schub- oder Zugrichtung vorgesehen sein, so dass entsprechende Zahnflanken mit aneinander liegenden Anlageflächen nur in eine Kraftrichtung ausgebildet sind. In bevorzugter Weise sind Kräfte in Schub- und Zugrichtung übertragbar. Hierzu sind an den Zähnen in beide Drehmomentübertragungsrichtungen Zahnflanken mit Anlageflächen vorgesehen. Die Zähne können bezüglich der sich ausbildenden Anlageflächen der Zahnflanken symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein. Die Symmetrie der Zähne hängt insbesondere von der Ausbildung der Einfuhrschrägen ab.In an advantageous manner, the teeth in the direction of pushing and / or pulling of the clutch form adjacent tooth flanks which transmit the pending forces in the circumferential direction and without the necessary axial force when the clutch is closed. In this case, a transmission may be provided only in pushing or pulling direction, so that corresponding tooth flanks are formed with abutting contact surfaces only in a direction of force. In a preferred manner, forces in the direction of pushing and pulling can be transmitted. For this purpose tooth flanks with contact surfaces are provided on the teeth in both torque transmission directions. The teeth may be formed symmetrically or asymmetrically with respect to the forming contact surfaces of the tooth flanks. The symmetry of the teeth depends in particular on the formation of the import bevels.
Beispielsweise können die Zähne zur Ausbildung der Einfuhrschrägen gegenüber einer senkrecht zur Drehachse aufgespannten Ebene versetzt angeordnete Einfuhrschrägen aufweisen. Beispielsweise kann an jeweils einem Zahn jeweils eine einzige, in eine einzige Zahnflanke gerichtete Einfuhrschräge ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass während des Fügens der lösbaren Verbindung der Schaltkupplung die Zähne eines Verzahnungsteils axial in Richtung der Zähne des anderen Verzahnungsteils verlagert werden, wobei die Zähne an ihren Einfuhrschrägen stets in demselben Drehsinn verdreht werden und anschließend axial ineinander greifen.For example, the teeth for forming the chamfers with respect to a plane perpendicular to the rotation axis spanned plane arranged offset slopes have. For example, in each case one single tooth, directed into a single tooth flank, can be formed on one tooth. This means that during the joining of the detachable connection of the clutch, the teeth of a toothed part are axially displaced in the direction of the teeth of the other toothing part, wherein the teeth are always rotated at their import slopes in the same direction of rotation and then axially engage with each other.
Alternativ können an einem Zahn zwei auf jeweils eine Zahnflanke gerichtete Einfuhrschrägen beispielsweise dachförmig ausgebildet sein. Hierbei hängt der Drehsinn des Fügevorgangs davon ab, an welcher Stellung, das heißt an welcher der beiden Einfuhrschrägen die Zähne während der axialen Verlagerung der beiden Ringteile aufeinander treffen.Alternatively, on one tooth, two entry bevels directed on one tooth flank, for example, can be roof-shaped. Here, the direction of rotation of the joining process depends on which position, that is, at which of the two chamfers the teeth meet during the axial displacement of the two ring parts.
Die Einfuhrschrägen und die sich anschließende Zahnflanken können einen evolventen Übergang aufweisen. Dies bedeutet, dass die aufeinander treffenden Zähne der Ringteile während des Schließens der Schaltkupplung evolvent ineinander greifen. Alternativ kann an den Zähnen aufgrund der Prägung dieser, eine trapezförmige Form sowie jede beliebige vorteilhafte geometrisch festgelegte Form oder eine Freiform ausgebildet sein. The chamfers and the subsequent tooth flanks may have an involute transition. This means that the overlapping teeth of the ring parts involute during the closing of the clutch involute. Alternatively, it may be formed on the teeth due to the embossing of this, a trapezoidal shape and any advantageous geometrically defined shape or a free form.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können der Innenring axial fest und der Außenring axial verlagerbar ausgebildet sein. Hierzu kann der Außenring zur drehfesten und axial verlagerbaren Aufnahme eine Außenprofilierung, beispielsweise eine Außenverzahnung aufweisen. Alternativ kann der Innenring axial verlagerbar und der Außenring axial fest angeordnet sein. Hierzu kann an dem Innenumfang des Innenrings eine entsprechende Innenprofilierung zur drehschlüssigen Drehmitnahme und axialen Verlagerung, beispielsweise eine Innenverzahnung vorgesehen sein. Die Innenverzahnung kann an einem axial umgeformten Ansatz des Innenrings vorgesehen sein. Innenprofilierung beziehungsweise Außenprofilierung können eingewalzt, gerollt oder geräumt ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise können Innen- beziehungsweise Außenprofilierung während des Stanz- und Prägeverfahrens der Ringteile in einem mehrstufigen Verfahren hergestellt werden.According to an advantageous embodiment, the inner ring axially fixed and the outer ring can be formed axially displaceable. For this purpose, the outer ring for rotationally fixed and axially displaceable receiving an external profile, for example, have an external toothing. Alternatively, the inner ring can be displaced axially and the outer ring can be arranged axially fixed. For this purpose, on the inner circumference of the inner ring, a corresponding inner profiling for rotationally rotational driving and axial displacement, for example an internal toothing can be provided. The internal toothing can be provided on an axially formed shoulder of the inner ring. Internal profiling or external profiling can be rolled, rolled or cleared formed. Advantageously, internal or external profiling can be produced during the stamping and embossing process of the ring parts in a multi-stage process.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können sich die Zahnflanken im geschalteten Zustand der Schaltkupplung zumindest teilweise an axialen Flächen mit ausschließlich in Umfangsrichtung wirksamen Übertragungskräften überdecken. Durch eine entsprechende axiale Positionierung der axialen Flächen der Zahnflanken können dabei trotz aufgrund der Ausbildung der Einführschrägen der Zähne unterschiedlich großer Flächen der Zahnflanken ausreichend große Berührflächen wie Anlageflächen vorgesehen werden. Beispielsweise kann eine optimierte Anlagefläche an einem axialen Anschlag der Schaltkupplung oder an einer voreingestellten oder voreinstellbaren Position des axial verlagerbaren Ringteils eingestellt sein. Beispielsweise kann der Aktor auf diese Position kalibriert oder laufend adaptiert werden.According to an advantageous embodiment, the tooth flanks in the switched state of the clutch can at least partially overlap on axial surfaces with transmission forces acting exclusively in the circumferential direction. By means of a corresponding axial positioning of the axial surfaces of the tooth flanks, it is possible to provide sufficiently large contact surfaces such as contact surfaces, despite the fact that the surfaces of the tooth flanks have different sizes due to the formation of the insertion chamfers. For example, an optimized contact surface can be set on an axial stop of the shift clutch or on a preset or presettable position of the axially displaceable ring part. For example, the actuator can be calibrated to this position or continuously adapted.
Die Erfindung wird anhand des in den
und
and
Die
Die Ringteile
Die
Die
Aus der Zusammenschau der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ringteil ring part
- 22
- Ringteil ring part
- 33
- Innenring inner ring
- 44
- Außenring outer ring
- 55
- Außenverzahnung external teeth
- 66
- Verzahnungsteil toothed piece
- 77
- Verzahnungsteil toothed piece
- 88th
- Zahn tooth
- 99
- Zahn tooth
- 1010
- Einführschräge chamfer
- 1111
- Zahnflanke tooth flank
- 1212
- Zahnflanke tooth flank
- 1313
- Übergang crossing
- 1414
- Einführschräge chamfer
- 1515
- Radialverzahnung radial toothing
- 1616
- Zahnflanke tooth flank
- 1717
- Zahnflanke tooth flank
- A-AA-A
- Schnittlinie intersection
- B-BB-B
- Schnittlinie intersection
- dd
- Drehachse axis of rotation
- XX
- Detail detail
- YY
- Detail detail
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013220251 A1 [0002] DE 102013220251 A1 [0002]
Claims (10)
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